Gene oder Umwelt- was formt unsere Mikrobiota?

Wird die Zusammensetzung unserer Mikrobiota zu großen Teilen von unseren Genen bestimmt? Eine Publikation des Fachjournals Nature zeigt jetzt, dass unser Lebensstil die treibende Kraft ist und unsere Gene nur geringfügig beteiligt sind.

Unsere Darmmikrobiota spielt eine fundamentale Rolle in unserer Gesundheit. Inwieweit die mikrobielle Zusammensetzung vererbt oder durch die Umwelt festgelegt wird, untersuchten Forscher vom israelischen Weizman Institut. Von insgesamt 1046 Teilnehmern unterschiedlichster Abstammung und somit genetischer Diversität sequenzierten sie das Darmmikrobiom sowie Genom um Korrelationen festzustellen. Zusätzlich wurden Informationen jedes Teilnehmers über Ernährungsgewohnheiten, Lebensstil und Medikation in die Analysen miteinbezogen.

Die Wissenschaftler fanden keine signifikanten Zusammenhänge zwischen mikrobiellem Genom und genetischer Abstammung oder spezifischen genetischen Polymorphismen, den sogenannten small nucleotide polymorphisms (SNPs). Beim Vergleich ihrer Ergebnisse mit bereits existenten Daten aus Zwillingsstudien wurden sie bestätigt: Nur 1.9% bis 8.1% der menschlichen Mikrobiota sind vererbbar.

Tabelle: Mikrobiom-Assoziations-Index. Bestimmte Phänotypen lassen sich durch Kombination von Mikrobiom- und genetischen Daten (links) genauer ableiten  im Vergleich zu genetischen Daten aus Literaturrecherche (rechts).

Weiterhin untersuchten sie das Ausmaß des Lebensstils und der Vererbbarkeit, indem sie das Mikrobiom von verwandten Individuen, die allerdings nicht zusammenleben, analysierten. Interessanterweise unterschieden sich deren Mikrobiome stark voneinander. Bei nicht-verwandten Individuen, die dagegen einen Haushalt teilen, ähnelten sich die Mikrobiome. Somit scheint der Faktor Lebensstil einen größeren Effekt auf die mikrobielle Komposition des Darms zu haben als die genetische Veranlagung. Auch klinische Parameter wie Gewicht, Blutzucker oder Cholesterin waren stärker mit dem Mikrobiomprofil assoziiert als mit dem menschlichen Genom. Kombinierten die Forscher Mikrobiomprofil mit genetischen Informationen, so konnten sie viel genauer spezielle Phänotypen voraussagen. Beispielsweise trägt unser Mikrobiom zu 36 % zur Variation von HDL-Cholesterinwerten bei oder zu 25% zur Variation im Body Mass Index (BMI).

Zu wissen, welche Bakterien vererbbar sind und welche nicht, kann für zukünftige Therapien sehr wichtig sein. Wir können unsere Gene nicht verändern, wohl aber unsere Lebens- bzw. Ernährungsweise gezielt in eine gewünschte Richtung lenken und so unsere Darmmikrobiota positiv beeinflussen.

Originalpublikation

Rothschild D, Weissbrod O, Barkan E, Kurilshikov A, Korem T, Zeevi D, Costea PI, Godneva A, Kalka IN, Bar N, Shilo S, Lador D, Vila AV, Zmora N, Pevsner-Fischer M, Israeli D, Kosower N, Malka G, Wolf BC, Avnit-Sagi T, Lotan-Pompan M, Weinberger A, Halpern Z, Carmi S, Fu J, Wijmenga C, Zhernakova A, Elinav E, Segal E (2018). Environment dominates over host genetics in shaping human gut microbiota. Nature 555:210-215.

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